produção de fertilizante e biodiesel através de restos de

IFUSP – 2° SEMESTRE/2008
FÍSICA DA POLUIÇÃO DO AR
PROF.: Américo S. Kerr
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL
ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO
PELA EMPRESA ORGANIC-RECOVERY
Ertel Fritsch
Mariana Isidorio
Priscila Cheda
Ricardo Madacki
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
de
Pode ser produzido de óleos vegetais (p.ex, os óleos de soja, caroço
algodão, palma, amendoim, colza/canola, girassol, açafrão, coco
etc) e gorduras de origem animal (usualmente sebo), bem como óleo
de descarte (p. ex.,óleos usados de frituras);
proporção,
O Biodiesel é miscível com o diesel de petróleo em
B20, 20% de biodiesel no diesel de petróleo;
qualquer
O metanol é muito empregado para a produção do Biodiesel;
praticamente
Além de ser totalmente compatível com o diesel de petróleo em
todas as suas propriedades, o biodiesel ainda apresenta
várias vantagens adicionais em comparação com este combustível
fóssil;
reduzindo
É derivado de matérias primas renováveis de ocorrência natural,
assim nossa atual dependência sobre os derivados de
petróleo;
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
É biodegradável;
exaustão
Gera redução nas principais emissões presentes nos
(com exceção dos Óxidos de Nitrogênio, NOx);
gases de
combustível
Possui um alto ponto de Fulgor (é a temperatura na qual um
liberta vapor ou gás em quantidade suficiente para
formar uma mistura inflamável por uma fonte externa de calor), o
que lhe confere manuseio e armazenamento mais seguros;
Apresenta excelente lubricidade;
adição
A lubricidade ideal do Diesel comum pode ser restaurada através da
até de baixos teores de biodiesel.(1-2%);
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
Alguns problemas inerentes ao biodiesel:
Poe
Alto custo de produção (que tem sido compensado em muitos paises
legislações específicas, marcos regulatórios ou subsídios na
forma de isenção fiscal), pelo uso de matérias primas de menor valor
agregado , o que tem motivado a investigação de tecnologias para a
utilização de óleos de descarte (p ex. óleos de frituras)
aAosua
aumento que causa nas emissões de NOx nos gases de exaustão,
baixa estabilidade quando exposto ao ar (estabilidade à
oxidação), e propriedades de fluxo que são particularmente
desfavoráveis nos países da América do Norte. O alto custo do
biodiesel pode ser (parcialmente) compensado pelo uso de matérias
primas de menor valor agregado , o que tem motivado a investigação
de tecnologias para a utilização de óleos de descarte (p ex. óleos de
frituras)
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
Alguns problemas inerentes ao biodiesel:
(biodiesel)?
Por que óleos vegetais devem ser transesterificados a aquil ésters
É a viscosidade cinemática, a alta viscosidade de matérias graxas
não transesterificadas conduz a sérios problemas operacionais nos
motores diesel, tais como a ocorrência de depósitos em várias partes
do motor.
utilizados
Por que óleos vegetais, gorduras animais e seus derivados podem ser
como combustível diesel alternativo?
É o número de Cetano, o calor de combustão.
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
NUMERO DE CETANO (NC):
Numero indicativo da qualidade de ignição de um combustível diesel
(CD), comparado a octanagem da gasolina.
Para o petrodiesel altos NC estão relacionados com uma redução nas
emissões de NOx do motor.
Apesar do NC relativamente alto dos materiais graxos as emissões de
NOx sofrem um pequeno aumento quando o motor é alimentado com
biodiesel.
Além do número de Cetano, o Calor de combustão é uma propriedade
que demonstra a adequação dos vários tipos de compostos graxos
para uso como combustível diesel. O calor de combustão, contido em
óleos vegetais e seus éstere alquílicos, corresponde a 90 % daquele
observado em CD2.
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
BIODEGRADABILIDADE
Estes estudos fora feitos na década de 90 utilizando óleos
puros e biodiesel em ambientes aquáticos e terrestres foi
examinada pelos métodos:
Evolução
de CO2 : mede a degradação terminal
(mineralização), em que uma substância é convertida a CO2 e
H2O como produtos finais
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
 Cromatografia a gás (CG): Mede apenas a degradação primária, em que a
substância não é necessariamente transformada nos produtos finais de sua
degradação
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
 Germinação de sementes: dado que o recobrimento de solos contaminados
com derramamentos de combustível é um objetivo desejável para estes
estudos, a germinação de sementes foi empregada para avaliar a
toxicidade do biodiesel sobre o desenvolvimento de plantas em sistemas
terrestres
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
facilmente
Os resultados demonstraram que as amostras de biodiesel são
biodegradáveis em ambientes aquáticos e
terrestres.
concentração
Dos resultados da evolução de CO2, o aumento da
de EEC em misturas com petrodiesel causou um
aumento linear no percentual de biodegradação terminal das
misturas. De acordo com os resultados da análise por CG ,
houve co-metabolismo durante a biodegradação primária da
mistura 50EEC. A presença de biodiesel na mistura
aparentemente promoveu um aumento de 100% na extensão
com que o petrodiesel foi biodegradado.
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
Efeito do Biodiesel sobre a Emissão de Poluentes de Motores Diesel.
Nos Estados Unidos, os motores diesel são controlados em relação a
opacidade das fumaças, óxidos de nitrogênio totais (NOx), total da
matéria particulada < 10 μm (MP-10 ou MP), monóxido de carbono
(CO) e hidrocarbonetos totais (THC), de acordo com os procedimentos
definidos pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) no Colégio
Federal de Normas. Dado que a magnitude das emissões diesel
depende diretamente da composição do combustível, o teste de
certificação de emissões é conduzido com um “combustível diesel
certificado”, que representa a composição média nacional nos Estados
Unidos.
Os motores diesel contribuem significativamente com o inventário de
poluentes gasosos de importância ambiental através da geração de
NOx e MP. A quantidade de CO e THC derivada de motores diesel é
geralmente pequena quando comparada com motores leves movidos a
gasolina.
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL
Estratégias de Redução de NOx.
As causas para o aumento de NOx associado ao biodiesel, estão
relacionados a um pequeno deslocamento no intervalo de injeção do
combustível que é causado por diferenças nas propriedades mecânicas
do biodiesel em relação ao diesel convencional. Devido ao maior
módulo de compressibilidade do biodiesel, há uma antecipação do
levantamento da agulha e na produção de um pequeno avanço no
intervalo de injeção. O intervalo de injeção do combustível foi também
mais curto para o biodiesel. O retardamento no intervalo de injeção
pode reduzir a emissão de NOx, paralelamente à perda de alguma
eficiência na produção de MP e na economia de combustível.
Estratégias para a redução da emissão de NOx do biodiesel a um nível
equivalente do diesel convencional envolvem o aumento do número
de cetano (NC) ou a diminuição no teor de aromáticos.
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES
COMPOSTAGEM
O que é ?
Quais os principais fatores que governam o processo ?
Microrganismos
Umidade
Aeração
Temperatura
Relação Carbono / Nitrogênio (C/N):
Preparo prévio da matéria-prima
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES
PRINCIPAIS VANTAGENS
Finalidade adequada para mais de 50% do lixo doméstico;
Redução do volume, peso e teor de umidade dos resíduos;
Inativação de patógenos;
Transformação dos resíduos orgânicos em adubos;
Reciclagem de nutrientes contidos nos resíduos;
Aproveitamento de lixo urbano;
Educação ambiental;
Melhora a estrutura e aduba o solo;
Aumenta a retenção de água pelo solo;
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES
Desvantagens do processo de compostagem (lixo urbano):
Custo elevado de investimento;
Necessidade de dispor os rejeitos em aterro;
Necessidade de estudo de mercado para usar o composto;
Necessidade de pessoal treinado para a operação;
Contato direto dos operários com o lixo;
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES
O consumo de fertilizantes no Brasil representa menos de 6%
do total mundial.
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES
No Brasil, as importações representam 74% do suprimento de
fertilizantes.
PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES
Por que a produção de fertilizantes polui a atmosfera?
Fabricação e uso de fertilizantes e praguicidas constituem um
grande componente da poluição ambiental;
POR QUÊ ?
Eficiente produção de fertilizantes devido à necessidade de
aumento de produção;
Proteção ativa das plantas cultivadas contra pragas de origem
vegetal ou animal;
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE
RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY
AQUISIÇÃO DO “LIXO”: U$ 80 (RECEBIDOS POR TON.)
TRANSPORTE E ARMAZENAGEM: (CONTAINERS REFRIGERADOS)
SEPARAÇÃO:
•
•
•
•
Material bom para Fertilizantes H2H (HARVEST TO HARVEST);
Material para Biodiesel (ÓLEO USADO, GORDURA ANIMAL);
Embalagens para reciclagem;
Restos para os porcos (Ração);
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE
RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY
Produção de Fertilizantes H2H
• Biodigestor
Processing Equipaments
• Filtro
Air Quality System
Produção de Biodisel
• Processo similar ao tradicional
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE
RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY
Vantagens Organic–Recovery
•
•
•
•
•
•
Não utilização de grandes áreas produtivas:
Plantio (Milho, Mamona);
Aterros;
Terrenos para compostagem;
Produção rápida (900 galões em 8 horas);
Menos gases emitidos nos processos de produção;
Reciclagem de 100% do material;
Fertlizantes de alta qualidade;
Utilização do Biodiesel para própria frota – Economia!
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE
RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY
Air Quality System
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE
RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY
End Product Tank Storage
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE
RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY
Processing Equipment
PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE
RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY
Refrigerated Trucks